Suy hao lan truyền

Antenna và truyền sóng đóng một vai trò quan trọng trong mạng truyền thông không dây. Anten là một vật dẫn điện hoặc một hệ thống các vật dẫn có chức năng bức xạ / thu (truyền hoặc nhận) năng lượng điện từ vào / từ không gian. Một ăng ten đẳng hướng được lý tưởng hóa bức xạ theo mọi hướng như nhau.

Cơ chế lan truyền

Truyền dẫn không dây lan truyền ở ba chế độ. Họ là -

Truyền sóng trên mặt đất
Truyền sóng bầu trời
Truyền tuyến nhìn

Ground wave propagation theo đường viền của trái đất, trong khi sky wave propagation sử dụng phản xạ của cả trái đất và tầng điện ly.

Line of sight propagationyêu cầu anten phát và anten thu phải nằm trong tầm nhìn của nhau. Tùy thuộc vào tần số của tín hiệu cơ bản, phương thức lan truyền cụ thể được tuân theo.

Ví dụ về giao tiếp sóng mặt đất và sóng bầu trời là AM radio và international broadcastschẳng hạn như BBC. Trên 30 MHz, sóng mặt đất và sóng bầu trời đều không hoạt động và việc liên lạc là thông qua đường ngắm.

Giới hạn truyền tải

Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về các hạn chế khác nhau ảnh hưởng đến việc truyền sóng điện từ. Hãy để chúng tôi bắt đầu với sự suy giảm.

Sự suy giảm

Cường độ của tín hiệu giảm theo khoảng cách trên phương tiện truyền dẫn. Mức độ suy hao là một hàm của khoảng cách, phương tiện truyền dẫn, cũng như tần số của đường truyền bên dưới.

Méo mó

Vì tín hiệu ở các tần số khác nhau suy giảm ở các mức độ khác nhau, nên tín hiệu bao gồm các thành phần trong một dải tần số sẽ bị méo, tức là hình dạng của tín hiệu nhận được thay đổi.

Một phương pháp tiêu chuẩn để giải quyết vấn đề này (và khôi phục hình dạng ban đầu) là khuếch đại các tần số cao hơn và do đó cân bằng độ suy giảm trên một dải tần số.

Sự phân tán

Tán sắc là hiện tượng lan truyền một chùm năng lượng điện từ trong quá trình lan truyền. Các luồng dữ liệu được gửi liên tiếp nhanh chóng có xu hướng hợp nhất do phân tán.

Tiếng ồn

Dạng nhiễu phổ biến nhất là nhiễu nhiệt, thường được mô hình hóa bằng mô hình Gaussian phụ gia. Nhiễu nhiệt là do sự kích động nhiệt của các điện tử và phân bố đều trên phổ tần số.

Các dạng tiếng ồn khác bao gồm -

Inter modulation noise (do tín hiệu được tạo ra ở tần số là tổng hoặc sự khác biệt của tần số sóng mang)
Crosstalk (giao thoa giữa hai tín hiệu)
Impulse noise (các xung năng lượng cao không đều do nhiễu điện từ bên ngoài).

Mặc dù nhiễu xung có thể không có tác động đáng kể đến dữ liệu tương tự, nhưng nó có ảnh hưởng đáng chú ý đến dữ liệu kỹ thuật số, gây ra burst errors.

Hình trên minh họa rõ ràng cách tín hiệu nhiễu chồng lên tín hiệu gốc và cố gắng thay đổi các đặc tính của nó.

Mờ dần

Fading đề cập đến sự thay đổi của cường độ tín hiệu theo thời gian / khoảng cách và phổ biến rộng rãi trong truyền dẫn không dây. Các nguyên nhân phổ biến nhất của sự mờ dần trong môi trường không dây là sự lan truyền đa đường và tính di động (của các đối tượng cũng như các thiết bị giao tiếp).

Truyền nhiều đường

Trong phương tiện không dây, tín hiệu lan truyền bằng ba nguyên tắc, đó là phản xạ, tán xạ và nhiễu xạ.

Reflection xảy ra khi tín hiệu gặp một bề mặt rắn lớn, có kích thước lớn hơn nhiều so với bước sóng của tín hiệu, ví dụ, một bức tường rắn.
Diffraction xảy ra khi tín hiệu gặp một cạnh hoặc một góc, có kích thước lớn hơn bước sóng của tín hiệu, ví dụ, một cạnh của bức tường.
Scattering xảy ra khi tín hiệu gặp các vật nhỏ có kích thước nhỏ hơn bước sóng của tín hiệu.

Một hệ quả của sự lan truyền đa đường là nhiều bản sao của sự truyền tín hiệu dọc theo nhiều con đường khác nhau, đến bất kỳ điểm nào vào những thời điểm khác nhau. Vì vậy, tín hiệu nhận được tại một điểm không chỉ bị ảnh hưởng bởiinherent noise, distortion, attenuationvà dispersion trong kênh mà còn interaction of signals nhân giống theo nhiều con đường.

Chênh lệch độ trễ

Giả sử chúng ta phát một xung thăm dò từ một vị trí và đo tín hiệu nhận được tại vị trí người nhận như một hàm của thời gian. Công suất tín hiệu của tín hiệu nhận được lan truyền theo thời gian do sự lan truyền đa đường.

Độ trễ lan truyền được xác định bởi hàm mật độ của độ trễ lan truyền theo thời gian. Average delay spread và root mean square delay spread là hai tham số có thể được tính toán.

Doppler trải

Đây là thước đo của spectral broadeninggây ra bởi tốc độ thay đổi của kênh radio di động. Nó được gây ra bởi chuyển động tương đối giữa trạm di động và trạm gốc hoặc do chuyển động của các đối tượng trong kênh.

Khi tốc độ của thiết bị di động cao, độ lan truyền Doppler cao và các biến thể kênh kết quả nhanh hơn tốc độ của tín hiệu băng tần cơ sở, điều này được gọi là fast fading. Khi các biến thể kênh chậm hơn các biến thể tín hiệu băng tần cơ sở, thì sự mờ dần kết quả được gọi làslow fading.